Durante la ricerca di fonti di bromuro nello spartiacque del fiume Cape Fear quasi cinque anni fa, L'ingegnere ambientale dello stato di NC Detlef Knappe e il suo team di ricercatori hanno trovato più di quanto stavano cercando:alte concentrazioni di una serie di sostanze chimiche industriali inaspettate nell'acqua potabile, incluso uno, GenX, che è entrato nel volgare popolare in North Carolina.

Quelle scoperte, e la successiva e continua indagine sul motivo per cui sono stati trovati alti livelli di prodotti chimici industriali nell'acqua potabile di oltre 200, 000 persone nel sud-est della Carolina del Nord, hanno posto Knappe e il suo team in prima linea in un dilemma critico sulla salute umana e ambientale che sembra crescere in intrigo e complessità ogni settimana che passa.

Lo studio di giugno-dicembre 2013 incentrato sul bromuro ha esaminato l'acqua in tre punti:prese di acqua potabile per Pittsboro, Fayetteville e Wilmington, lungo i fiumi Haw e Cape Fear. Lo spartiacque del fiume Cape Fear è il più grande dello stato e fornisce acqua potabile a 1,5 milioni di persone.

"Sapevamo che il bromuro, un precursore dei sottoprodotti di disinfezione tossici, era presente perché i processi di disinfezione negli impianti di trattamento delle acque studiati producevano principalmente sottoprodotti bromurati, e i fornitori di acqua potabile avevano difficoltà a soddisfare gli standard di acqua sicura, " ha detto Knappe. Il bromuro si trova naturalmente a bassi livelli, ma gli scarichi di acque reflue industriali possono aumentare drasticamente i livelli di bromuro. Il bromuro è relativamente non tossico, ma diventa un problema se abbinato al cloro, una sostanza chimica usata per disinfettare l'acqua.

"È una sfida mantenere l'acqua entro standard di consumo sicuro quando i livelli di bromuro sono alti, " Knappe ha detto. "Il bromuro è anche difficile da rimuovere dall'acqua. Gli aggiornamenti sono generalmente necessari negli impianti di trattamento dell'acqua potabile per mantenere gli standard di acqua sicura quando i livelli di bromuro sono alti".

Risultati inaspettati

Durante la ricerca di bromuro, Knappe era scoraggiato nel trovare altre sostanze chimiche come 1, 4-diossano, un probabile cancerogeno per l'uomo che viene utilizzato come coadiuvante tecnologico nella lavorazione dei tessuti e nella produzione di pasta di legno e formato come sottoprodotto dei processi di fabbricazione utilizzati per produrre alcune materie plastiche e tensioattivi. Knappe e il suo team hanno anche scoperto sostanze chimiche note come sostanze per- e polifluoroalchiliche (PFAS), che includono acido perfluoroottanoico (PFOA), acido perfluoroottansolfonico (PFOS), e GenX.

PFAS a catena lunga, come PFOA e PFOS, sono persistenti, bioaccumulativo e tossico. Sono stati utilizzati nella produzione di polimeri, repellenti per acqua e macchie, schiume antincendio, e rivestimenti per alimenti. Molti di questi sono stati o stanno per essere eliminati e sostituiti da altri prodotti chimici fluorurati, come GenX.

A Pittsboro, lo studio ha riscontrato livelli piuttosto elevati del legacy PFAS. Infatti, in 57 dei 127 giorni di campionamento nel 2013, i livelli combinati di PFOA e PFOS hanno superato il livello di consulenza sanitaria a vita della U.S. Environmental Protection Agency di 70 parti per trilione, che è stato emanato nel maggio 2016.

"Siti industriali, aeroporti, gli impianti di trattamento delle acque reflue e le aree di addestramento antincendio a monte dell'impianto di trattamento delle acque possono tutti contribuire a livelli più elevati di PFAS, "Knappe ha detto. "Abbiamo visto livelli di PFAS più bassi a Fayetteville, probabilmente perché non ci sono fonti sostanziali PFAS tra Pittsboro e Fayetteville, e perché i livelli di PFAS sono diluiti quando affluenti più puliti si uniscono al fiume Cape Fear".

Anche i livelli di PFOS e PFOA erano relativamente bassi a Wilmington.

Trovare GenX e altre sostanze chimiche "emergenti"

Ciò che non era basso a Wilmington, però, erano i livelli di GenX e di altre sostanze chimiche PFAS "emergenti". GenX e composti correlati hanno avuto origine da un impianto di produzione di fluorochimici a monte di Wilmington di proprietà di The Chemours Company.

GenX, il nome commerciale della forma ammoniacale dell'acido perfluoro-2-propossipropanoico (PFProPrA), viene utilizzato per produrre polimeri, come il rivestimento antiaderente in Teflon, rivestimenti per alimenti e altri prodotti. Poco si sa sulla tossicità di GenX; i primi due articoli sulla sua presenza nell'ambiente sono stati pubblicati nel 2015. Inoltre, non si sapeva nulla di ciò che accade a GenX e ai composti correlati durante il trattamento dell'acqua.

GenX è un sostituto del PFOA ed è stato utilizzato dal 2009 circa. Mentre PFOA e PFOS hanno emivite di quattro o cinque anni negli esseri umani, ovvero, ci vogliono dai quattro ai cinque anni per eliminare la metà dei composti dal corpo:l'emivita di GenX nell'uomo non è stata ancora determinata.

Nel novembre 2016, Il gruppo di ricerca di Knappe e i collaboratori dell'Agenzia per la protezione dell'ambiente degli Stati Uniti hanno pubblicato le loro scoperte sulla presenza di GenX e dei composti correlati nello spartiacque del fiume Cape Fear. L'articolo, che è stato pubblicato in Scienze e tecnologie ambientali Lettere, ha mostrato che le concentrazioni di GenX nella fonte di acqua potabile di Wilmington erano in media di 631 parti per trilione.

Poiché GenX è stato studiato così male, non esisteva uno standard per l'acqua potabile. Knappe e il suo team hanno ritenuto che 631 parti per trilione fosse un'alta concentrazione rispetto al livello di consulenza sanitaria di 70 parti per trilione dell'EPA per PFOS e PFOA.

"Il documento mostra anche che sia PFAS legacy che GenX sono passati intatti attraverso l'impianto di trattamento delle acque di Wilmington e nell'acqua potabile finita, " ha detto Knappe. Questa scoperta è stata particolarmente preoccupante perché l'impianto di trattamento delle acque di Wilmington include diversi processi avanzati di trattamento delle acque, suggerendo che è molto difficile per i fornitori di acqua potabile rimuovere GenX e composti correlati.

"Sembra essere più difficile rimuovere GenX rispetto ai suoi predecessori chimici legacy, " disse Knappe. "Inoltre, sostanze simili a GenX - fluoroeteri a catena corta - si sono verificate a concentrazioni molto più elevate rispetto a entrambe le sostanze chimiche legacy e GenX, e nemmeno l'impianto di trattamento delle acque è riuscito a rimuoverli. Tutti sembravano davvero concentrati su GenX, e per una buona ragione, ma i risultati per gli altri composti erano forse ancora più preoccupanti.

"Circa 200, 000 persone sono state esposte ad alte concentrazioni di GenX e composti correlati. Quando consideriamo altri contaminanti industriali, come 1, 4-diossano, bromuro e PFAS legacy, circa 1 milione degli 1,5 milioni di abitanti della Carolina del Nord che ricevono acqua dallo spartiacque del fiume Cape Fear sono colpiti da acque reflue e alti livelli di contaminanti".

Qualcuno sta ascoltando?

Quando il documento è stato accettato nel novembre 2016, Knappe ha inviato e-mail a numerosi funzionari del governo statale e locale condividendo i risultati del giornale e le sue preoccupazioni sull'acqua potabile nel bacino del fiume Cape Fear inferiore. Dopo non aver ricevuto risposta, Knappe ha anche inviato avvertimenti nel marzo 2017, lo stesso mese in cui il documento ha vinto il premio Best Paper di Environmental Science &Technology Letters. Quegli avvertimenti, pure, rimase senza risposta.

"All'epoca era frustrante, "Knappe ha detto. "Non farsi sentire non è una bella sensazione. Fino a quando la conoscenza è là fuori, è difficile creare il cambiamento. Il mio obiettivo era ed è quello di ridurre drasticamente l'immissione di GenX e di altre sostanze chimiche nei corpi idrici della Carolina del Nord e di tenerli lontani dall'acqua potabile".

Finalmente, Il corrispondente di Wilmington Star-News, Vaughn Hagerty, ha pubblicato una storia sulle scoperte di Knappe l'8 giugno. La storia ha generato un'immediata protesta tra i residenti e i funzionari pubblici dell'area di Wilmington. Dopo un incontro di metà giugno con i funzionari pubblici, il produttore di fluorochimici ha accettato di interrompere il rilascio di acque reflue di processo contenenti GenX nel fiume Cape Fear.

Il Dipartimento della salute e dei servizi umani dello stato ha rapidamente fissato un obiettivo provvisorio per mantenere i livelli di concentrazione di GenX al di sotto di 140 parti per trilione, ben al di sotto delle 631 parti per trilione che lo studio di Knappe aveva calcolato.

"Il DHHS ha utilizzato le informazioni degli studi di tossicità GenX che erano state riassunte dall'Istituto nazionale olandese per la salute pubblica e l'ambiente per giustificare la sua decisione, " ha detto Knappe. "È successo abbastanza rapidamente sulla base di informazioni limitate, ma è stato un passo nella giusta direzione".

Dopo che i media hanno iniziato a pubblicizzare le alte concentrazioni di fluorochimici, le azioni del produttore di fluorochimici e del Dipartimento della qualità ambientale della Carolina del Nord hanno portato a livelli drasticamente inferiori di queste sostanze chimiche nell'acqua potabile dell'area di Wilmington, dice Knappe.

Altre frustrazioni

Anche frustrante è stata la mancanza di divulgazione da parte dell'impianto chimico, che è attualmente di proprietà di The Chemours Company e in precedenza di DuPont. A seguito della pressione dell'opinione pubblica, Chemours rivelato, nel giugno 2017, che GenX è un sottoprodotto del processo di vinil etere della pianta, che operava da decenni.

"Questo 'contaminante emergente' GenX è stato effettivamente nell'acqua dal 1980, " ha detto Knappe. "È sconcertante perché Chemours, e prima ancora DuPont, non era più attento nel catturare le sostanze chimiche nei flussi di rifiuti. Per le aziende Fortune 500, il costo di un adeguato trattamento delle acque reflue e del controllo dell'inquinamento atmosferico non sarebbe un grosso onere".

Alla ricerca di soluzioni

Knappe è coinvolto in uno studio attuale sull'esposizione a GenX nei residenti della contea di New Hanover. Guidato da Jane Hoppin di NC State, professore associato di scienze biologiche, la sezione trasversale, uno studio basato sulla comunità dei residenti nell'area del fiume Cape Fear inferiore che sono serviti da acqua di pubblica utilità ha reclutato 400 volontari per donare il sangue, campioni di urina e di acqua potabile e di compilare un questionario sulla storia dell'uso dell'acqua. I campioni saranno analizzati per GenX e sostanze chimiche correlate. I campioni di sangue e di urina saranno utilizzati anche per i test clinici (profilo lipidico, funzione tiroidea, funzionalità epatica e analisi delle urine).

Tutti i risultati dello studio della contea di New Hanover saranno condivisi sia con la comunità nel suo insieme che con ogni singolo partecipante. I risultati preliminari sono previsti per questa primavera.

Il laboratorio di Knappe sta anche sviluppando e valutando materiali di filtrazione in grado di rimuovere sostanze chimiche nocive dall'acqua potabile, sia presso l'impianto di trattamento che a casa tua. Dice che le unità di osmosi inversa disponibili in commercio montate sotto il lavandino sono efficaci per la rimozione di sostanze chimiche fluorurate e 1, 4-diossano. Ma non raccomanda filtri per tutta la casa per i residenti nell'area di Wilmington.

Sono necessari nuovi approcci di monitoraggio e autorizzazione per proteggere l'acqua potabile, Knappe conclude. Ma prima, le conversazioni tra l'industria e le autorità di regolamentazione sono necessarie affinché entrambe le parti pervengano a quadri di monitoraggio e autorizzazione concordati.

"Alla fine, la gestione dei PFAS e di altri contaminanti industriali richiede il controllo delle fonti a monte, "Knappe ha detto. "Dobbiamo fare un lavoro migliore per tenere i prodotti chimici fuori dalle fonti di acqua potabile".